有时,可能需要同时访问两个资源。您可能正在使用其中的一个资源,随后发现还需要另一个资源。如果两个线程尝试声明这两个资源,但是以不同的顺序锁定与这些资源相关联的互斥锁,则会出现问题。例如,如果两个线程分别锁定互斥锁 1 和互斥锁 2,则每个线程尝试锁定另一个互斥锁时,将会出现死锁。示例 4–2 说明了可能的死锁情况。
线程 1 |
线程 2 |
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pthread_mutex_lock(&m1);
/* use resource 1 */
pthread_mutex_lock(&m2);
/* use resources 1 and 2 */ pthread_mutex_unlock(&m2); pthread_mutex_unlock(&m1); |
pthread_mutex_lock(&m2);
/* use resource 2 */
pthread_mutex_lock(&m1);
/* use resources 1 and 2 */ pthread_mutex_unlock(&m1); pthread_mutex_unlock(&m2); |
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避免此问题的最佳方法是,确保线程在锁定多个互斥锁时,以同样的顺序进行锁定。如果始终按照规定的顺序锁定,就不会出现死锁。此方法称为锁分层结构,它通过为互斥锁指定逻辑编号来对这些锁进行排序。
另外,请注意以下限制:如果您持有的任何互斥锁其指定编号大于 n,则不能提取指定编号为 n 的互斥锁。
但是,不能始终使用此方法。有时,必须按照与规定不同的顺序提取互斥锁。要防止在这种情况下出现死锁,请使用 pthread_mutex_trylock()。如果线程发现无法避免死锁时,该线程必须释放其互斥锁。
线程 1 |
线程 2 |
---|---|
pthread_mutex_lock(&m1); pthread_mutex_lock(&m2);
/* no processing */
pthread_mutex_unlock(&m2); pthread_mutex_unlock(&m1); |
for (; ;) { pthread_mutex_lock(&m2);
if(pthread_mutex_trylock(&m1)==0) /* got it */ break; /* didn't get it */ pthread_mutex_unlock(&m2); } /* get locks; no processing */ pthread_mutex_unlock(&m1); pthread_mutex_unlock(&m2); |
在示例 4–3 中,线程 1 按照规定的顺序锁定互斥锁,但是线程 2 不按顺序提取互斥锁。要确保不会出现死锁,线程 2 必须非常小心地提取互斥锁 1。如果线程 2 在等待该互斥锁释放时被阻塞,则线程 2 可能刚才已经与线程 1 进入了死锁状态。
要确保线程 2 不会进入死锁状态,线程 2 需要调用 pthread_mutex_trylock(),此函数可在该互斥锁可用时提取它。如果该互斥锁不可用,线程 2 将立即返回并报告提取失败。此时,线程 2 必须释放互斥锁 2。线程 1 现在会锁定互斥锁 2,然后释放互斥锁 1 和互斥锁 2。